JP2009276519A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モノカラーの画像形成に用いられる第1グループ感光体と、第1グループ感光体と共にフルカラーの画像形成に用いられる第2グループ感光体と、第1グループ感光体を回転させる第1の駆動部と、第2グループ感光体を回転させる第2の駆動部と、第1グループ感光体の駆動を制御する第1の駆動制御部と、第2グループ感光体の駆動を制御する第2の駆動制御部と、第1および第2の駆動部の駆動を停止し負荷を惰力走行させたときの減速の緩急をそれぞれ測定する減速度測定部とを備え、各感光体は相互の回転位相が調整された状態で第1または第2の駆動部とそれぞれ接続され、第1および第2の駆動制御部は、減速度測定部による測定結果のうち最も緩やかな減速と等しく、または、さらに緩やかに駆動停止時の減速制御パターンを決定する。
【選択図】図5
Description
また、各色の感光体および像形成部を独立して駆動する構成においても、モノクロ印刷用に他の色より頻繁に使用されるK現像剤の交換頻度を他の色と同等にすべく、K現像ユニットの容量を他の色のそれよりも大きくする場合がある。その場合も、駆動力が大きいDCモータが好適である。Kと制御回路や制御プログラムを共通化するために他の色についてもDCモータを用いることがある。しかし、DCモータを駆動に用いた場合、以下のような課題が生じる。
ここで、Kの感光体を駆動するモータの減速推移特性曲線(A1K)に比べると、Y、M、Cの感光体等を駆動するモータの減速推移特性曲線(A1CL)は傾きが緩やかである。これは、Kの感光体を駆動するモータはY、M、Cの感光体等を駆動するモータに比べて負荷が軽いためである。両者の減速推移特性が異なると位相のズレが生じてしまう。強制ブレーキにより停止させる場合、自然停止の場合に比べて惰力走行の時間は短い。すなわち、減速推移特性曲線の傾きは、自然停止の場合に比べて急である。それでもしばらくの期間、各感光体ドラムは惰力走行する。この場合も、Kの感光体を駆動するモータの減速推移特性曲線(A2K)に比べると、Y、M、Cの感光体等を駆動するモータの減速推移特性曲線(A2CL)は傾きが緩やかである。強制ブレーキの場合も、減速推移特性の差異により位相のズレが生じてしまう。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、各感光体の回転位相をより正確に一致させつつ各感光体を減速および停止させることのできる画像形成装置を提供するものである。
第2グループ感光体を回転させる第2の駆動部と、第1の駆動部による第1グループ感光体の駆動を制御する第1の駆動制御部と、第2の駆動部による第2グループ感光体の駆動を制御する第2の駆動制御部と、第1および第2の駆動部の駆動を停止し負荷を惰力走行させたときの減速の緩急をそれぞれ測定する減速度測定部とを備え、各感光体は相互の回転位相が調整された状態で第1または第2の駆動部とそれぞれ接続され、第1および第2の駆動制御部は、減速度測定部による測定結果のうち最も緩やかな減速と等しく、または、さらに緩やかに駆動停止時の減速制御パターンを決定することを特徴とする画像形成装置を提供する。
第1および第2の駆動部は、感光体を駆動するものである。その具体的な態様は、例えば、駆動源としての直流モータとギアやタイミングベルト等により駆動源からの駆動を伝達する機構である。
重ね合わせ部は、各感光体上に形成されたトナー画像を転写して重ね合わせるものである。その具体的な態様は、各感光体に順次接して移動する無端状の中間転写ベルトおよび、前記中間転写ベルトを駆動する駆動機構である。
各感光体の回転位相を検出する位相検出部と、前記検出結果に基づき各感光体の調整後の回転位相が維持されているか否かを判断し、判断結果に基づき感光体の回転位相を補正する回転位相補正部とをさらに備え、前記回転位相補正部は、所定のタイミングで調整後の回転位相が維持された状態にあるか否かを検出し、維持された状態にないと判断した場合に第1および/または第2の駆動制御部に回転位相を補正させさせてもよい。このようにすれば、各感光体の起動、回転、停止の繰り返しに伴って相互の回転位相にズレが生じ、そのズレ量が調整後の状態から予め定められた許容範囲を超えて逸脱するようになった場合に、そのズレを検出して第1および/または第2の駆動制御部に回転位相を補正させることにより回転位相を調整後の状態、少なくとも前記許容範囲内に戻すことができる。しかも、この発明によれば感光体の起動時に生じる回転位相のズレを抑制することができるので、従来に比べて補正の頻度を少なくできる。
あるいは、異なる態様として、第2グループ感光体は、イエロー、シアンまたはマゼンタのいずれかの感光体であってもよい。すなわち、イエロー、シアンおよびマゼンタの感光体がそれぞれ独立した駆動部により駆動される構成では、それらのうちいずれか一つの感光体がこの発明の第2グループ感光体に相当し、ブラックの感光体が第1グループ感光体に相当する。
ここで示した種々の好ましい態様は、それら複数を組み合わせることもできる。
≪画像形成装置の全体構成≫
はじめに、この発明の画像形成装置の全体構成について説明する。特に、感光体、像形成部および重ね合わせ部について説明する。
各色の帯電器5は、感光体ドラム3の表面を所定の電位に均一に帯電させる手段であり、図示するようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器を用いてもよい。
中間転写ベルト61は、画像形成時に中間転写ベルト駆動ローラ62により駆動され、同時に回転する各感光体ドラム3Y、3M、3C、3Kの回転方向に沿って順次接触する。それら感光体ドラムの周面に形成された各色成分のトナー像は、中間転写ベルト61上に順次的に重ねて転写される。その結果、中間転写ベルト61上にカラーのトナー像(多色トナー像)が転写される。中間転写ベルト61は、例えば厚さ100μm〜150μm程度の導電性を有する樹脂製のフィルムを用いた無端状のベルトである。中間転写ベルト61上に転写され重ね合わされたトナー画像は、中間転写ベルト駆動ローラ62と転写ローラ10とが接する第2転写部へ移動し、第2転写部で給送カセットから給送された印刷シートに転写される。転写ローラ10にはトナーをシートに転写させるための転写バイアス電圧が印加される。
次に、この実施形態の装置本体110の各色感光体ドラム3および各色現像器2を駆動する駆動部および駆動制御部の構成について説明する。
減速度測定部26は、各感光体が回転中にCLモータ21およびKモータ22への給電を遮断し惰力走行させた状態で各感光体の減速推移特性を測定する。
パワー回路31は、CLモータ21のモータ巻き線に流れる電流を制御するブリッジ回路であり、1相あたり2個、合計6個のスイッチング用トランジスタで構成される。
なお、Kモータ駆動制御回路24もCLモータ駆動制御回路23と同様の構成である。
図13は、駆動ユニット40と対応するように、YMCKの各プロセスユニット53Y、53M、53C、53Kが配置された状態を示す斜視図である。図14は、一つのプロセスユニットの外観を示す斜視図である。各プロセスユニット53が装置本体110に装着された状態で、感光体ドラム被駆動ギア54は、感光体ドラム駆動カップリング47の内周に刻まれたギアと噛み合う。そして、感光体ドラム駆動カップリング47の回転駆動は、感光体ドラム被駆動ギア54を経て感光体ドラム3に伝達される。
前記制御部は、中間転写ベルト61に転写された前記パターンを前記フォトセンサーで検出し、各ラインの検出タイミングを基準の各タイミングと比較して各ラインの遅れ時間または進み時間を得る。得られた遅れ時間または進み時間を時間に対してプロットすると、理想的には、感光体ドラム3の偏心に起因する正弦波状の波形が得られる(図15(b)参照)。
各色の基準位相ラインを決定したら、制御部は、基準色(例えばK)の基準位相ラインに対する他の基準位相ライン(Y、M、Cの基準位相ライン)のズレ量を決定する。決定したズレ量に基づいて、感光体ドラム3Y、3M、3Cの回転位相を補正する。回転位相の補正は、各感光体ドラム3が停止する際に行う。回転位相の補正については後に詳述する。
次に、この発明の最大の特徴である速度制御について説明する。図5は、この実施形態に係る速度制御のモータ停止時の波形を示す波形図である。
この実施形態によれば、停止時の目標速度が自然停止時の減速推移特性よりも緩やかに降下するので、CLモータ21およびKモータ22はいずれも目標をオーバーランすることなく減速する。従って、停止時の回転位相のズレが抑制される。
この実施形態において、モータを停止させる際の駆動制御部25の処理手順を説明する。
図6は、この実施形態において、モータ停止時の駆動制御部の処理手順を示すフローチャートである。フローチャートに沿って各処理手順を説明する。
駆動制御部25は、画像形成が終了したときなど、感光体を停止させるべき時機がきたときに、図6の処理を開始する。なお、CLモータ駆動制御部23およびKモータ駆動制御部24に対して同様の処理を行うが、ここでの説明はCLモータ駆動制御部23を代表例として説明する。
駆動制御部25は、CLモータ21が完全に停止するのを待ち(ステップS113)、強制ブレーキをオフする(ステップS115)。
続いて、減速度測定部26が、各感光体を自然停止させてそのときの減速推移特性を測定し、駆動制御部25が、測定結果に基づき停止時の目標速度の減速制御パターン(図5のA0)を決定する手順を説明する。
図10は、各感光体の減速推移特性を測定し、測定結果に基づき減速制御パターンを決定する手順を示すフローチャートである。減速度測定部26は、CLモータ21およびKモータ22に対して同様の手順で測定を行う。この説明では、CLモータ21に係る測定を代表例として説明する。
即ち、CLモータ21が惰力走行して停止するときの減速の度合い(A1CL)を、停止時間Td(CL)に基づき、
A1CL=Vf÷Td(CL)
として算出し、Kモータ22が惰力走行して停止するときの減速の度合い(A1K)を、停止時間Td(K)に基づき、
A1K=Vf÷Td(K)
として算出する。
そして、A1CLとA1Kのいずれか小さい値(図5では、A1K)をA0として採用する。あるいはA1Kより所定時間だけ長い期間を掛けてCLモータ21およびKモータ22を停止させるように、A0を採用する。
採用されたA0の特性に基づいて、図6のステップS103の刻みおよびステップS107の待機時間を決定する。これを、CLモータとKモータの共通の減速制御パターンとする。この実施形態で、ステップS107の待機時間は、予め定められている。ステップS103の刻みは、減速特性の測定結果に基づいて採用されたA0の減速の度合い(傾き)に前記待機時間を乗じて決定される。
また、減速度測定部26は、Kモータ22に対してもCLモータ21と同様の手順で測定を行う。そして、測定されたCLモータ21の減速特性とKモータ22の減速特性を比較し、いずれか速度低下の穏やかな(停止までの時間の長い)ほうの減速パターンをCLモータ21とKモータ22の共通の減速制御パターンとして設定する。あるいは、それよりさらに所定時間だけ停止までの時間を長くしたものを共通の減速制御パターンとして設定してもよい。
なお、駆動機構の構成上、CLモータ21とKモータ22のいずれか一方が他方に比べて常に減速の度合いが緩いと想定される場合、減速の緩い方のモータ(図5の例ではKモータ)の減速特性のみを測定し、減速制御パターンA0を決定すればよい。この場合、減速の急な方のモータ(CLモータ)については減速特性の測定を行わないので、いたずらに感光体ドラムを回転させて劣化や磨耗させることがない。そして、A1Kの算出結果に基づいて減速パターンが決定される。
次に、感光体ドラムの回転位相の検出方法について説明する。
図7は、この実施形態において感光体ドラムの回転位相検出に係る部分の構成を示す説明図である。具体的には、シアン用の感光体ドラム3C、感光体ドラム駆動ギア41C、それに係合するアイドルギア43b、C感光体位相センサ27およびそれに対応する突起部45Cを感光体ドラム3Cの回転軸に直交する方向から見た様子を示す図である。図7に示すように、感光体ドラム3Cに対応して、回転位相を検知するためにC回転位相信号を発生するC感光体位相センサ27が配置されている。感光体ドラム3Cと一体に回転する部分に、突起部45Cが設けられている。C感光体位相センサ27は、装置本体側に固定されている。感光体ドラム3Cが一回転するごとに突起部45Cがその検知部を通過する。そのとき、C感光体位相センサ27はC回転位相信号を出力する。C感光体位相センサ27としては、例えば、フォトインタラプタを用いることができる。C回転位相信号は駆動制御部25へ入力される。
ブラック用感光体ドラム3Kの回転位相の検出も同様の構成で行われる。
各感光体ドラムの回転位相を補正する手順を説明する。
まず、装置製造時などで感光体ドラム3Cと3Kの回転位相がそろった状態に調整される。調整の直後で位相が合った状態における感光体ドラム3Cと3Kの回転位相信号の時間差Tp0を測定し、記憶しておく。この実施形態では、感光体ドラム3Kを基準として、感光体ドラム3Cの遅れ、進みを記憶している。図9は、この実施形態において、位相センサからの回転位相信号の波形の一例を示す波形図である。時間Tp0は、回転位相の補正を行う際の基準となる時間である。
感光体の位相が合った状態、すなわち、TpxとTp0との差が所定の範囲内であれば、駆動制御部25は、感光体ドラム3Kと感光体ドラム3Cを同時に停止させる。通常の使用時は両者の位相が合った状態であり、同時に停止させる(図8(a)参照)。
以上の回転位相の補正は、各感光体ドラム3Y、3M、3C、3Kが独立した駆動源により駆動される場合も同様である。
2(2Y、2M、2C、2K):現像器
3(3Y、3M、3C、3K):感光体ドラム
4(4Y、4M、4C、4K):クリーナユニット
5(5Y、5M、5C、5K):帯電器
6:中間転写ベルトユニット
7:定着ユニット
10:転写ローラ
11a、11b:ピックアップローラ
12a、12b、12c、12d:搬送ローラ
13:レジストローラ
21:CLモータ
22:Kモータ
23:CLモータ駆動制御部
24:Kモータ駆動制御部
25:制御部
26:減速度測定部
27:C感光体位相センサ
28:K感光体位相センサ
31:パワー回路
32:ロジック回路
33:設定比較回路
34:電流制御回路
40:駆動ユニット
41(41Y、41M、41C、41K):感光体ドラム駆動ギア
42、44:入力ギア
43a、43b:アイドルギア
45C、45K、突起部
46(46Y、46M、46C、46K):感光体ドラム駆動軸
47(47Y、47M、47C、47K):感光体ドラム駆動カップリング
48(48Y、48M、48C、48K):クリーナ駆動カップリング
49(49Y、49M、49C、49K):現像駆動カップリング
50:転写駆動カップリング
53:(53Y、53M、53C、53K)プロセスユニット
54:(54Y、54M、54C、54K)感光体ドラム被駆動ギア
55:(55Y、55M、55C、55K)クリーナ被駆動カップリング
61:中間転写ベルト
62:中間転写ベルト駆動ローラ
63:中間転写ベルト従動ローラ
64(64Y、64M、64C、64K):中間転写ローラ
65:中間転写ベルトクリーニングユニット
71:ヒートローラ
72:加圧ローラ
73:外部加熱ベルト
81:給送カセット
82:手差しトレイ
90:原稿読取部
91:排出トレイ
92:原稿載置台
100:画像形成装置
110:装置本体
120:自動原稿処理装置
Claims (11)
1以上の感光体からなり、第1グループ感光体と共にフルカラーの画像形成に用いられる第2グループ感光体と、
第1グループ感光体を回転させる第1の駆動部と、
第2グループ感光体を回転させる第2の駆動部と、
第1の駆動部による第1グループ感光体の駆動を制御する第1の駆動制御部と、
第2の駆動部による第2グループ感光体の駆動を制御する第2の駆動制御部と、
第1および第2の駆動部の駆動を停止し負荷を惰力走行させたときの減速の緩急をそれぞれ測定する減速度測定部とを備え、
各感光体は相互の回転位相が調整された状態で第1または第2の駆動部とそれぞれ接続され、
第1および第2の駆動制御部は、減速度測定部による測定結果のうち最も緩やかな減速と等しく、または、さらに緩やかに駆動停止時の減速制御パターンを決定することを特徴とする画像形成装置。
前記検出結果に基づき各感光体の調整後の回転位相が維持されているか否かを判断し、判断結果に基づき感光体の回転位相を補正する回転位相補正部とをさらに備え、
前記回転位相補正部は、所定のタイミングで調整後の回転位相が維持された状態にあるか否かを検出し、維持された状態にないと判断した場合に第1および/または第2の駆動制御部に回転位相を補正させる請求項1に記載の画像形成装置。
各感光体が前記像形成速度に達した後に検出される回転位相に基づいて調整後の回転位相が維持された状態にあるか否かの判断を行う請求項3に記載の画像形成装置。
第1グループ感光体は、ブラックのトナー画像形成に用いられ、第2グループ感光体は、イエロー、シアン、およびマゼンタの各トナー画像形成にそれぞれ用いられる3つの感光体からなる請求項8に記載の画像形成装置。
各駆動部は、各感光体に対応する像形成部をそれぞれ駆動し、
各像形成部は少なくとも現像部を含んでなる請求項1〜10のいずれか一つに記載の画像形成装置。
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